探讨水利施工中的混凝土防裂缝技术

闫丽华

（山东华邦建设集团有限公司， 山东 潍坊 262500）

1 加强水利工程混凝土裂缝治理的必要性

我国近些年不断深入发展水利工程建设，混凝土裂缝防治已经成为当前水利工程项目施工中困扰设计施工人员的主要问题之一，当前项目管理者对裂缝的防治和处理工作有着越来越高的重视度。一方面，通过裂缝防治措施能够将水利工程内部结构的稳定性和安全性提升，避免遭受裂缝的破坏。水利工程施工中，常见的质量问题就是混凝土裂缝，一些短期裂缝或者不明显的裂缝可能暂时不会影响水利工程的外观和质量，但是如果没有及时治理那么很容易导致裂缝扩大蔓延，危害到混凝土结构的整体性能。尤其是一些腐蚀性水分、杂质等进入到缝隙后会锈蚀混凝土结构内部钢筋，导致混凝土结构的整体稳定性和强度降低。为此，应当加强防治水利工程混凝土裂缝，避免破坏混凝土结构内部主体结构。

2 水利施工中混凝土裂缝类型

2.1 干缩裂缝

干缩裂缝是浇筑完混凝土结构两周内最容易出现的裂缝。干缩裂缝主要是由于混凝土结构发生了脱水现象，尤其是在养护阶段，混凝土材料严重发生脱水比例，发生干缩现象，当干缩应力比混凝土的抗拉应力大时会最终导致发生裂缝问题。网状形式是干缩裂缝最为常见的形式，主要特点是小而分散。在短期内，干缩裂缝不会对水利工程的正常运转产生影响，但是经过长期的发展，水利工程的性能会受到干缩裂缝的影响质量降低。如图1为干缩裂缝形式。

图1 干缩裂缝

2.2 塑性收缩裂缝

混凝土材料如果过快流失了水分会导致出现塑性收缩裂缝，这和混凝土材料的凝结过程有着很大关系。如果在高温、大风等环境下浇筑混凝土材料那么会增加水分流失的速率，如果养护阶段不合理那么会加大混凝土内外温差，加上水分的过快历史，导致内外压力失衡，进而引发塑性收缩裂缝。塑性收缩裂缝主要呈现的是中间宽、两边窄的特点，如果不及时解决那么会经过日积月累后扩大深化进而对水利工程的正常运转产生不良影响。

2.3 沉陷裂缝

水利工程中另一种常见的裂缝形式为沉陷裂缝。水利工程往往所在区域土质含水量高，多为软土地基。如果在前期没有充分夯实那么后期受到外力作用或者自身重量荷载的影响可能发生沉陷问题。此外，在施工过程中地基会受到来自各个方面因素的影响，最终导致沉降问题的发展，出现了沉降裂缝。沉降裂缝往往为贯穿性裂缝，和地基沉降有着一致的走向。此外，沉降裂缝并没有时间规律，地基稳定性是影响沉陷裂缝的最大因素。施工中或者投入使用后都可能发生沉陷裂缝。沉陷裂缝不同于其他裂缝，会严重影响到水利工程的整体稳定性和安全性，甚至导致发生坍塌的现象。如图2为沉陷裂缝引发的坝体贯穿性裂缝。

图2 沉陷裂缝

2.4 温度裂缝

水利工程往往需要浇筑大体积混凝土，而温度裂缝是大体积混凝土中非常常见的一种裂缝。温度裂缝主要是由于在浇筑混凝土结构时内部水泥会产生水化热，在浇筑过程中如果没有及时将内部水化热释放出来，会逐渐聚集，导致结构内外温差不断增大。混凝土结构受到温度影响发生不均匀收缩，同时会导致表面流失大量的水分，造成内部产生温度应力，当超过混凝土结构的拉应力极限时，会产生温度裂缝。大坝施工、分洪闸施工等大体积混凝土结构十分容易出现温度裂缝。

3 水利工程中混凝土裂缝产生原因

3.1 施工材料的质量问题

水利工程质量的决定性因素就是材料的质量，可以说，材料是影响各行业混凝土施工结构性能的主要因素。在开展水利工程建设施工中，对混凝土、砂石、水泥等施工材料的应用量较大，采购人员如果没有充分了解施工材料的各项性能，没有通过试验和检测进行合理地选购，就容易存在不合格品投入使用的情况，进而影响水利工程混凝土原材料的施工质量，导致发生混凝土裂缝，对整体施工质量产生不良影响。此外，有的施工单位在保存原材料过程中没有根据材料性质进行分类保管，导致在保存阶段发生了材料过期、受潮等问题，加上后期没有仔细观察直接将其应用于施工中，增加了混凝土强度和设计材料值目标之间的差距，对水利工程的整体外观形象产生不良影响，引发结构出现裂缝问题，威胁水利工程的安全[1]。

3.2 温度控制不合理

温度裂缝是水利工程中常见的一种问题。混凝土浇筑后内外之间存在较大的差异，尤其是大体积混凝土，温度的差异会导致结构热胀冷缩，混凝土如果承受不住较大的拉应力就会产生裂缝。施工过程中内部热量没有及时释放、养护阶段没有采取有效的保温措施都是造成温度控制不当的原因。当混凝土内外温度差超过25℃后那么就会引发较为严重的温度裂缝，威胁水利工工程的整体结构性能[2]。

3.3 混凝土构件受力不合理

水利工程建设需要面临复杂的情况，结构需要承受来自多方面的作用力和荷载，无论是规划设计还是施工人员都要加强混凝土结构受力情况的分析。当前有的施工单位或者设计人员没有全面地了解混凝土结构内部受力情况，导致设计的混凝土内部结构和实际受力情况存在的差异性较大，由于结构设置不合理进而导致各个构件无法均衡受力，最终引发裂缝问题[3]。

4 水利工程混凝土裂缝防治措施

4.1 混凝土配合

在配置混凝土前需要合理设计配合比，通过试验明确最佳的配合方式。在施工中，工作人员要对混凝土结构承受最大裂缝宽度进行明确，并且后期施工中以裂缝跨度为基础，采用加大钢筋直径等方法将混凝土的裂缝率降低。在混凝土施工中，要合理设计混凝土的配合比。在施工前，应当将混凝土能够承受的最大裂缝宽度明确，在后期以裂缝宽度为准开展钢筋工程的施工作业，将混凝土发生裂缝的概率降低[4]。

4.2 添加外加剂

通过在混凝土中适当添加外加剂能够达到控制裂缝的效果。减水防裂剂是最为常见的类型。在配置混凝土阶段需要通过试验明确外加剂的添加数量，按照试验最佳量添加外加剂，从而科学地控制水泥的凝结时间。

4.3 防治温度裂缝

温度裂缝预防的主要措施就是控制混凝土浇筑中内部温度的上升情况。

第一，合理选用水泥，尽量选择发热量少的材料，在保证水泥适配性的基础上分析水泥的标号，从中选择发热最小的水泥。

第二，将水泥的用量尽量减少，从而达到控制水化热的效果。通常可以添加掺料来减少水泥用量，在节省水泥的同时达到控制水化热的目的。

第三，加强浇筑过程控制。一方面可以做好入模温度控制，在配置混凝土阶段提前冷却搅拌用水，避免阳光直晒原材料，将原材料的温度尽量降低。另一方面，在浇筑过程中可以埋设水管，通过注入冷水，利用冷水循环系统及时带走浇筑过程中混凝土内部的热量，降低内部集聚的热量，缩小混凝土结构内外温差[5]。

4.4 混凝土养护

在浇筑完混凝土后要立刻开展养护工作，重点加强温湿度的控制。通常通过蒸汽养护、洒水等方式达到保湿的效果。温度养护是预防温度裂缝的重要方式，可以覆盖草帘、塑料薄膜等，将混凝土结构内外温差尽量减小。此外，技术人员要注意加强监测混凝土结构的强度等性能参数，根据结果及时调整养护技术，将发生混凝土质量问题的概率降低[6]。

5 水利工程混凝土裂缝修补方法

工作人员要定期检查水利工程混凝土结构，客观评定混凝土裂缝情况，并且合理采取修补方法。混凝土早期抗裂评定标准如表1所示。水利工程混凝土裂缝的修补治理方法如下：

表1 混凝土早期抗裂评定标准

第一，开槽法。工人按照设计比例均匀地搅拌砂、水泥等原材料适量添加环氧树脂硫橡胶，采用人工搅拌方式继续搅拌，用丙酮将砂浆稀释到适当稠度后将改性环氧树脂砂浆灌入到已经凿好且清理干净的裂缝当中。

第二，表面覆盖法。该方法主要是用聚合物水泥膏、聚合物薄膜等弹性涂膜防水材料涂膜水利工程中微细裂缝，从而对微细裂缝进行修补。在具体施工中，工作人员先要用钢刷将混凝土表面打毛并且将附着物清理干净，然后冲洗干净表面，在干燥后在裂缝表面涂抹材料[7]。

第三，低压注浆法。该方法需要先密封裂缝，在经过一段时间后将密封物去掉充分暴露出裂缝，然后在裂缝中灌注浆液。不过这种方法虽然能够一是修补裂缝，后期可能还会发生开裂问题，需要工作人员反复修补。

6 结束语

总而言之，混凝土裂缝是水利工程建设施工以及运营阶段十分常见且难以避免的一种问题，为了尽量降低混凝土裂缝发生的概率，避免裂缝威胁水利工程质量安全，应当积极采取预防措施，同时合理修补裂缝问题，提高施工技术水平，确保工程建设效果。